Задача 1. Определение мощности деривационной гэс



Определить мощность, вырабатываемую генераторами деривационной ГЭС, в соответствии с рис. 4, при условии, что глубина потока и ширина в безнапорном участке водовода одинаковы, по заданным параметрам.

Рисунок 4 – Схема деривационной ГЭС: 1 – водозаборное устройство; 2 – безнапорный участок водовода (лоток); 3 – опорная конструкция водовода; 4 – напорный участок водовода; 5 – здание ГЭС; 6 – поперечное сечение безнапорного участка водовода

Таблица 2 - Исходные данные для расчёта

№ варианта Qн3/с) Z1 (м) Z2 (м) L (м) VБ (м/с) Vh (м/с) α (град) d (м) ηm   (о.е.) ηг   (о.е)
9 0,71 4,00 39,00 53,00 0,60 2,20 76,00 0,64 0,83 0,89

 

Площадь живого сечения лотка на безнапорном участке:

                                                                                          

                                      ,

где

QH  – расход воды, м3/с;

VБ – скорость воды на безнапорном участке, м/с.

Сторона смоченной поверхности (рис. 4):

                                                                                        

                                     ,

где

S – площадь живого сечения лотка на безнапорном участке, м2.

Смоченный периметр:

                                                                                      

                                   ,

где

 – сторона смоченной поверхности, м.

Гидравлический радиус безнапорного участка водовода:

                                                                                           

                                     ,

где

S – площадь живого сечения лотка на безнапорном участке, м2;

Х – смоченный периметр, м.

Для определения потерь на трение на безнапорном участке определяется коэффициент Шези: 

                                                                                   

                      

где

R – гидравлический радиус безнапорного участка водовода, м;

n – коэффициент шероховатости.

Необходимый уклон на безнапорном участке определяют по формуле Шези:

                                                                                       

                        ,

где

VБ – скорость воды на безнапорном участке, м/с;

С – коэффициент Шези;

R – гидравлический радиус безнапорного участка водовода, м;

Потери напора на безнапорном участке водовода:

                                                                                      

                        ,

где

L – длина безнапорного участка водовода, м.

Длина напорного участка водовода:  

                                                                                    

                      ,

где

Z2 – уровень воды в отводящем канале относительно уровня моря, м;

Z1 – уровень напорного бассейна относительно уровня моря, м;

α – наклон на напорном участке, градус.

Потери напора на напорном участке водовода:

                                                        

        ,

где   

λ – коэффициент трения воды о стенки труб;

LH – длина напорного участка водовода, м;

Qн – действительный расход на напорном участке без учёта потерь на ис­парение воды на участке деривации, м3/с;

 d – диаметр трубопровода, м.

Мощность потока воды на уровне Z2 без учёта потерь напора на закругле­ниях водовода:

                                    

,

где

Qн – действительный расход на напорном участке без учёта потерь на ис­парение воды на участке деривации, м3/с;

p– плотность воды, кг/м3;

g – ускорение свободного падения, м·с-2;

Z2 – уровень воды в отводящем канале относительно уровня моря, м;

Z1 – уровень напорного бассейна относительно уровня моря, м;

ΔhБ – потери напора на безнапорном участке водовода;

ΔhН – потери напора на напорном участке водовода;

Механическая мощность на валу турбины:

                                                                                 

                  ,

где

P – мощность потока воды на уровне Z2 без учёта потерь напора на закругле­ниях водовода, кВт;

ηm  – КПД турбин.

Электрическая мощность генераторов деривационной ГЭС:

                                                                                

                    

где

Рмех – механическая мощность на валу турбины, кВт;

ηг – КПД генераторов.

Задача 2

Паросиловая установка работает по циклу Ренкина, в соответствии с рис. 5. Параметры начального состояния пара: Р1, t1. Давление в конденсаторе Р2. Определить термический КПД.

Рисунок 5 – Схема паросиловой установки: 1 – парогенератор; 2 – пароперегреватель; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – конденсатор; 6 – питательный насос; 7 – циркуляционный насос

Таблица 3 – Исходные данные для расчёта

№ варианта Р1 (бар) Т1 (С) Р2 (бар)
9 130 400 0,6

 

Энтальпия пара h1 на входе определяется по h-s диаграмме водяного пара, в соответствии с рис. 6, по значениям P1 и t1.

                              

Определяем энтропию пара s1 на входе.

                                 

По найденному значению энтропии, считая процесс преобразования энергии пара в турбине адиабатным, по значениям S1 и Р2 определяем энтальпию конечного состояния пара h2.

                                                      

Определяем энтальпию питательной воды h2' по формуле:

                                                                            

                 ,

где

Ср – теплоёмкость воды, кДж/(кг·К);

tн – температура насыщенного пара в конденсаторе, определяется в соответствии с таблицей 4, 0С.

Таблица 4 – Свойства насыщенного водяного пара

 

Давление насыщенного пара, бар Температура кипения (конденсации), 0С Удельная энтальпия жидкой воды, кДж/кг
0,6 85,95 359,93

 

 Термический КПД установки:

                                                                      

                     ,

где

h1 – энтальпия пара на входе, кДж/кг;

h2 – энтальпия конечного состояния пара, кДж/кг;

h2ʹ – энтальпия питательной воды, кДж/кг.


Рисунок 6 – Диаграмма водяного пара


Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!